面向对象框架技术及应用
11页1、面向对象框架技术及应用面向对象框架技术是软件重用的一种重要方式。本文以 面向对象开发方法为基础,结合防空 C I 通信网仿真系统, 介绍了开发特定领域应用框架的方法。引言 在现代软件工程中,软件重用已经成为其中一个主要目标。 代码重用通过面向对象语言的继承机制和编译技术已成为 现实。随着面向对象技术的日趋成熟,像这样低层次的复用 已经不适合于特定领域大型软件生产的需求。为了提高软件 生产过程的重用力度,软件领域的先驱者们开始进行一种新 的尝试来提高软件生产力,他们不仅要重用旧的代码,而且 要重用相似的分析设计结果和体系结构,来减少构造新软件 系统的代价并提高软件的可靠性。基于框架的方式就是这样 一种面向特定领域的重用技术。框架由于提供了大力度的重用而被认为是一种最有前途的 面向对象技术。单独的类的重用,尽管有用,但由于重用力 度小而不具备有意义的生产力的飞跃,只有把特定领域的体 系结构作为一个整体进行重用才能取得引人注目的成就。 在仿真领域中,面向对象使得映射问题域到方案域变得很容 易。方法和数据可以绑定到面向对象风格的程序中。仿真领 域中的一个具体的实体都可以作为一个主动或被动对象,
2、因 此采用面向对象技术来解决仿真问题是明智的。本文将结合 建立 C3I 通讯子网仿真来讨论建立面向对象框架的方法和步 骤。面向对象框架1.什么是面向对象框架 一个面向对象框架是指在特定领域中的应用软件的半成品。 框架是对于那些试图在他们所关心的领域构造一个复杂软 件系统的用户而言的。因为它是处于特定领域中,所以应用 系统的体系结构在许多不同的方面具有一定的相似性。框架 利用一系列的对象和它们之间的接口来对应静态和恒定结 构的端口,并保留友好界面使用户能够很容易完成变化的、 不稳定的剩余部分而得到一个新应用程序。任何框架都是特 定领域的框架,一个框架可以包含一个或多个模式。 一般来说,如图 1 所示,框架定义了一个应用程序的骨架并 提供可以放置于该骨架中的标准用户界面实现。作为一个程 序员,你的工作只是在骨架中填入你的应用程序中特定的部 分。目前有关面向对象框架尚未形成一个严格而精确的定义, 国外著名的软件设计大师 Ralph Johnson 教授对面向对象 技术进行了长期而深入的研究,在他写的许多关于面向对象 的论文中对框架进行了如下定义: 图 1 特定领域的框架 框架是一种软件重用技
3、术,它是一个应用软件系统的部分或 整体的可重用设计。框架的具体表现为一组抽象类以及其实 例(对象)之间的相互作用方式。它是对于一个软件系统的 全部或部分的可复用设计。如一个用户界面框架只提供系统 对用户界面的设计,而MacAPP的“Macintosh应用框架”提 供了整个应用系统的设计。由定义可知,一个框架是一种面 向对象的设计,尽管通常我们看到的框架都是由某种面向对 象语言实现的,但从理论上讲它可以不提供面向对象语言的 实现。面向对象类库大力度的复用需要框架,框架提供了类 库中被复用组件的上下文关系。在一个专用领域内构造框架时,把握框架的共同点是关键因 素。框架一旦被建立,其适应性和可扩展性就被提到了首要 地位。框架的直接目的是被复用,以减少建立一个新应用系 统的工作量。只有当理解一个框架的代价少于建立一个新系 统的代价时,框架的复用才成为可能。构造框架是一个逐渐 积累的过程,就是说不断有新发现的共同点和新的构件被加 入,同时那些老的、不必要的部件被删除,以此来保证整个 应用系统的性能,这样新旧构件之间的接口直接影响框架的 适应性和可扩展性。任何框架都不能被直接复用,除非要建 立的应
4、用系统非常简单或者与框架极为相似,除此之外,都 要对框架进行或多或少的修改和扩展才能被复用。 2.框架和类库的不同我们首先要给类库一个明确的定义,对类库的广义描述为: 类库以库文件的形式存在,库文件中包含了事先定义好的类。 从广义的角度看,面向对象框架的存在形式可以看作一个类 库,它是建立在对多态性和动态绑定的系统化的广泛使用基 础之上,这些说起来很简单,但现在已建立的开发方法很少 有支持对框架设计的。不过一些新的方法原理,例如模式和 抽取,表现了对面向对象方法有意义的支持。但在传统意义 上,框架是不同于类库的,框架包含更多的内容。框架是对 协作完成一系列相关责任的类集合的抽象设计。框架和类库 的一些主要区别与联系如下: 在类库中是由用户实例化抽象类,类库构件被单独使用;而在框架中要有抽象类的一些具体子类,应用软件开发者通 过修改现存的类或定义新的子类以扩展现存的类来使用框 架。 在类库中是用户在需要的时候调用函数,不预定义控制流;而框架使用了与用户之间的反向控制流,使用框架时,通常 只是实现一些回调函数或者使一些类适用于上下文,然后调 用一个单一的方法或过程,框架将完成其余的工作,在
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